Bessere CO2-Bilanz: E-Auto oder Benziner/Diesel?
Fahren E-Autos sauberer als Verbrenner?
Bild: AUTO BILD Montage
Inhaltsverzeichnis
Die Zahl der Elektroautos in Deutschland steigt nur langsam an – die allermeisten Autokäufer setzen auf einen Verbrenner, unter den Top Ten der verkauften Automodelle ist kein E-Auto. Aus Umweltsicht ist das bedauerlich, denn aktuell lassen sich nur Diesel mit dem etwas teureren HVO-Diesel fast klimaneutral fahren, Benziner sind auf Sicht auf fossilen Kraftstoff angewiesen. Der dürfte absehbar immer teurer werden, allein schon durch den steigenden CO2-Preis.
Während viele E-Autofahrer von der Überlegenheit ihres Antriebs überzeugt sind, fragen sich Verbrennerfahrer, wie sauber Autos mit E-Antrieb wirklich sind. Wie sieht also die Umweltbilanz aus, speziell wenn man zwei wichtige Berechnungen bedenkt:
- den Lebenszyklus von Autos und ihre Klimagas-Bilanz
- den CO2-Rucksack des E-Auto-Akkus beim Rennen um die bessere Klimabilanz?
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Im Gespräch ist vor allem der CO2-Rucksack von Elektroautos, denn bei der Herstellung von Akku und Antrieb fällt ein Großteil der klimaschädlichen Emissionen an. Wenn der CO2-Ballast der Produktion ausgeglichen ist, fahren E-Autos beim entsprechenden Strommix klimaneutral, insbesondere mit Solarstrom. Bislang wanden Kritiker ein, der Strom für E-Autos werde nur zum Teil aus erneuerbaren Energien produziert. Sie argumentierten, E-Autos seien daher weniger umwelt- und klimafreundlich als Verbrenner. Dieses Argument ist widerlegt, denn 2024 stammte schon 62 Prozent des Stroms im deutschen Netz aus erneuerbarer Energie – Tendenz steigend.
Die Frage ist aber: Wie groß ist die Klimalast beim Elektroauto, und ab welcher Kilometerlaufleistung ist das E-Auto in der Ökobilanz besser als ein Verbrenner (Diesel oder Benziner)? Die neueste IFEU-Studie bezieht alle Antriebsarten mit ein, neben Elektroautos also auch Benziner, Diesel und Plug-in-Hybride.
Für eine Klimabilanz von E-Autos und Verbrennern muss man alle Schadstoffe in den Blick nehmen, die über die gesamte Lebensdauer des Autos anfallen. Das geht bei der Produktion, also der Herstellung der Fahrzeuge los über den Betrieb bis zum Abwracken und Recycling. Dazu kommt die Berechnung der verbrauchten Energie, von der Energieerzeugung bis zum Verbrauch im Pkw: Beim Benziner und Diesel sind es die Emissionen über den Kraftstoff, beim E-Auto ist es der Stromanteil, der nicht aus erneuerbarer Energie erzeugt wird.
Aus allen Werten errechnet man die CO2-Bilanz, also die Menge klimaschädlicher Treibhausgase, die pro gefahrenem Kilometer im Schnitt entsteht, inklusive der verbrauchten Energie. Dazu kommt der Energieverbrauch für das Verschrotten und Recyclen
. Ergebnis ist eine ökologische Gesamtbilanz.
. Ergebnis ist eine ökologische Gesamtbilanz.
Vorteil E-Auto: Ein Tesla Model 3 kommt laut einer Studie der TU Eindhoven auf 65 Prozent weniger CO2 als ein vergleichbarer Mercedes C 220 d.
Bild: AUTO BILD Montage Mercedes-Benz C220d / Christoph Boerries Tesla Model 3 / Tesla, Inc.
Wichtig für die Verbrenner-Bilanz: Bei der Produktion fällt erstmal weniger Klimagas an als beim E-Auto, dafür stoßen Verbrenner über den gesamten Lebenszyklus CO2 aus. Dieses Gas stammt aus den fossilen Treibstoffen, also dem in Kraftstoff beim Verbrennen freigesetzten Klimagas. Das sind 2,42 kg/Liter Benzin, 2,67 kg/Liter Diesel. Dazu kommt das bei der Förderung aufgewendete CO2, im Fachjargon die "Well-to-Tank"-Berechnung. Insgesamt sieht die Klimalast dann so aus: pro Liter Benzin fallen 2,8 kg Klimagas an, bei Diesel sind es 3,2 kg.
Die neueste Studie des Ifeu-Instituts (Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg) kommt zum Ergebnis, dass Elektroautos in der Gesamtbilanz wesentlich klimafreundlicher als Autos mit Benzinmotor sind. Es ist das Ergebnis einer aktualisierten Ifeu-Studie aus dem Februar 2025. Sie zieht dabei aktuelle Daten heran. Dazu gehört, wie der aktuelle Strommix aussieht, und welche technischen Innovationen bei Akku- und Fahrzeugtechnik mittlerweile aktuell verbaut sind. Neu in die Berechnung flossen die vermehrt gekauften Plug-in-Hybriden ein, die für viele Deutsche als gangbarer Mittelweg zwischen E-Auto und Verbrenner angesehen werden.
Das Ergebnis der Metastudie: E-Autos bauen ihren Klimavorsprung aus. Denn sie verursachen mit dem aktuellen Strommix in Deutschland – über 62 Prozent sind Grünstrom – immer weniger Emissionen. Die Projektion – vorausgesetzt, die Energiewende wird fortgesetzt – geht von einem erneuerbaren Stromanteil von 76 Prozent in 2030 und mehr als 90 Prozent 2040 aus. Als Basis für die Berechnungen wurden Werte für die Herstellung, die Nutzungsphase sowie die Entsorgung von Pkw angesetzt, die über 220.000 Kilometer in ihrem Fahrzeugleben gefahren werden. Die Aktualisierung der Daten im Vergleich zur vorherigen Analyse betrifft vor allem die Akkuherstellung sowie Verbrauchsdaten und die Strom- und Kraftstoffbereitstellung.
In die Berechnung der Klimabilanz unterschieden die Wissenschaftler bei der Berechnung diese Faktoren:
- Bei der Herstellung wurde entschieden zwischen dem Basisfahrzeug, dem Motor/Antriebsstrang sowie dem Akku.
- In die Zeit der Nutzung floss der Energieverbrauch, also Strom nach Strommix, sowie die Emissionen ein, die auf fossilen Kraftstoffen basierten. Dazu gehörte auch das Herstellen von Kraftstoffen von der Produktion bis zur Tankstelle. Auch die Wartung wurde herangezogen.
- Zum Lebensende des Fahrzeugs wurden die Anforderungen fürs Recycling und die Entsorgung berechnet.
Bild: IFEU
E-Auto verursacht 59 Prozent weniger CO2 als Diesel und 53 Prozent als Benziner
Hier nun das Ergebnis auf Basis eines elektrischen Vergleichsautos mit typischem 65 kWh fassenden Akku.
Das Elektroauto stieß über die gesamte Lebenszeit 59 Prozent weniger Klimagas aus als ein Diesel. Der Klimavorteil gegenüber Benzinern liegt bei 53 Prozent. Der CO2-Ausstoß eines PHEV liegt fast auf der Höhe des Benziners, Plug-in-Hybride stellen aus Umweltsicht also keinen nennenswerten Vorteil bei der Klimabilanz dar. Grund ist der meist hohe Anteil von Fahrtzeiten mithilfe des Verbrennungsmotors. Plug-in-Hybride haben daher den doppelten Ausstoß von Elektroautos.
Das Elektroauto stieß über die gesamte Lebenszeit 59 Prozent weniger Klimagas aus als ein Diesel. Der Klimavorteil gegenüber Benzinern liegt bei 53 Prozent. Der CO2-Ausstoß eines PHEV liegt fast auf der Höhe des Benziners, Plug-in-Hybride stellen aus Umweltsicht also keinen nennenswerten Vorteil bei der Klimabilanz dar. Grund ist der meist hohe Anteil von Fahrtzeiten mithilfe des Verbrennungsmotors. Plug-in-Hybride haben daher den doppelten Ausstoß von Elektroautos.
Einen weiteren Mythos räumt die Studie ab, wonach sich Autos mit Verbrennungsmotor bei längerer Nutzungszeit als klimafreundlicher erweisen als neue Elektroautos. Im Gegenteil: Je länger ein Verbrenner fährt, desto höher ist der Ausstoß von Emissionen während der Nutzungsphase und desto größer fällt ihr Anteil im Verhältnis zu Produktion und Recycling des Fahrzeugs ins Gewicht.
Ab welcher Fahrleistung ist das E-Auto im Klimavorteil?
Der Klimagas-Ausstoß steht den Berechnungen zufolge in direktem Zusammenhang mit Fahrleistung und Antriebsart. Dabei schneiden neue E-Autos besser ab als ältere. Elektroautos, die 2023 neu zugelassen wurden, haben schon nach 45.000 Kilometern gegenüber Benzinern einen Klimavorteil eingefahren! Der Vergleichswert beim Diesel und auch beim Plug-in-Hybriden liegt sogar bei nur 25.000 Kilometern.
Emissionen auf 250.000 km | CO2 in Tonnen |
|---|---|
Elektroauto | 29 |
Plug-in-Hybrid | 58 |
Benziner | 62 |
Diesel | 70 |
Allgemein gehen die Studien von einer fortgesetzten Umsetzung der Energiewende in Deutschland voraus.
Elektroauto laden (2021): Test - Ladezeit - Akku - Info
Wie lädt man ein E-Auto richtig?
Bild: AUTO BILD
Mit E-Fuels betriebene Verbrenner kaum klimafreundlicher
Interessant ist, dass der Klimavorteil der E-Autos auch dann bestehen bleibt, wenn Verbrenner in den kommenden Jahren vermehrt umgestellt werden auf E-Fuels, also mithilfe von erneuerbarem Strom hergestellter synthetischer Treibstoffe. Sollten die erneuerbare Stromerzeugung schneller ausgebaut werden, würde dieser Klimavorteil noch zunehmen, teilte das UBA zuletzt mit. Es zieht das Fazit: "Insgesamt zeigen sich die batterieelektrischen Fahrzeugkonzepte für alle Fahrzeugtypen und Baujahre als überlegene Lösung bezüglich der Treibhauswirkung und des kumulierten Energieaufwands."
Bild: T&E
Hier noch ein genauerer Blick auf den Akku, dessen Produktion besonders energieintensiv ist. Für die Batterie werden Materialien wie Kobalt, Nickel und Seltene Erden benötigt, deren Abbau große Umweltschäden bedeuten kann. Neuesten Studien zufolge ergaben sich im Antriebsvergleich für Elektroautos mit Zulassung im Jahr 2020 noch Umweltnachteile, vor allem bei Folgen für Wasser (hoher Nährstoffeintrag) und Böden (Versauerung). Aber im weiteren Verlauf des Jahrhunderts, spätestens ab 2050, liegen E-Autos bei allen untersuchten Bereichen vor Autos mit Verbrennungsmotor.
Der Berechnung des VDI liegen exemplarisch die Daten einen VW ID.3 mit kleinerem Akku (62 kWh) zugrunde, für Verbrenner die von VW Golf und Ford Focus.
Bild: Thomas Starck / AUTO BILD
Vergleich mit E-Fuels: E-Autos erzeugen 80 Prozent weniger CO2
Eine Studie von "Transport & Environment", der europäischen Dachorganisation von Ökoverbänden wie VCD, Nabu und Deutsche Umwelthilfe, zeigt: Sogar gegenüber E-Fuels, also synthetisch erzeugten Kraftstoffen, sind Elektroautos im (Klima-)Vorteil. E-Fuels, auch Elektro-Fuels genannt, werden mit Elektrolyse aus Wasser und CO2 erzeugt. Wenn der Strom dafür aus regenerativen Energiequellen stammt, spricht man von klimaneutralen E-Fuels.
Die Studie nahm den gesamten Prozess der Herstellung, Logistik und Nutzung unter die Lupe. Diese Vergleichsmethode wird "Well to Wheel" genannt – also von der Quelle bis zur Nutzung. Das berücksichtigt auch Emissionen, die bei Herstellung und Transport eines Kraftstoffs anfallen – nicht nur beim eigentlichen Fahrbetrieb. Die Studie ergibt, dass Elektroautos nur ein Fünftel so viel CO2 verursachen als die mit E-Fuels betriebenen Verbrenner. E-Fuel-Autos ihrerseits verursachen nach dieser Rechnung nur ein Fünftel so viel Kohlenstoffdioxid wie Autos, die mit Kraftstoff aus fossilen Energiequellen (Rohöl) fahren.
VDI-Studie geht von besserer Klimabilanz nach 90.000 Kilometern aus
Zuletzt hatte auch die aktuelle Studie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) eingeräumt, dass ein E-Auto insgesamt weniger CO2 als ein Verbrenner produziert. Allerdings müssten Elektroautos, um den Verbrenner einzuholen, erst durchschnittlich 90.000 Kilometer weit fahren, um die Klimabilanz eines Benziners zu erreichen.
Der Kampf gegen CO2 macht seit 2021 Sprit und Spritschlucker teurer.
Bild: dpa
Auch hier liegt der Grund im höheren CO2-Eintrag während der Produktion des E-Autos. Verantwortlich ist die Produktion der Batterie, die der Rechnung zufolge mit 83 Prozent Hauptverursacher der Treibhausgas-Emissionen bei der Fertigung ist. Vor allem, wenn für die Akku-Produktion Strom aus Kohlekraftwerken eingesetzt wird, wie in China oft der Fall. Und bei Elektroautos mit besonders großem Akku wiegt diese Bilanz umso schwerer.
Diese Hypothek muss das Elektroauto laut der VDI-Studie Kilometer für Kilometer aufholen. Immerhin: Im weiteren Verlauf des E-Auto-Lebens hängt es sowohl Diesel als auch Benziner deutlich ab: Bei einer Laufleistung von 200.000 km – die Lebensdauer moderner Elektroauto-Akkus liegt inzwischen deutlich darüber – erreicht das E-Auto 24,2 Tonnen CO2-Äquivalente. Der Diesel liegt bei 33 Tonnen, der Benziner sogar bei 37,1 Tonnen. Diese Werte sind gemittelt. Nutzt das Elektroauto ausschließlich Solarstrom, fällt seine CO2-Bilanz deutlich geringer aus, sie liegt dann bei 19,1 Tonnen. Dementsprechend früher hat es seine Akku-Hypothek komplett abgetragen, nämlich schon bei etwas über 160.000 km Laufleistung.
Analyse errechnet Klimagas-Vergleich pro Kilometer
In einer Life Cycle Analyse (LCA) errechnete die Joanneum Research Forschungsgesellschaft in Graz die Treibhausgasemissionen eines durchschnittlichen Kompaktwagens im Jahr 2022 auf den Kilometer. Dabei legten die Forscher eine Lebensdauer von 16 Jahren mit jeweils 15.000 gefahrenen Kilometern (insgesamt 240.000 Kilometer) zugrunde. Bei ihren Berechnungen berücksichtigten sie auch einen sich verändernden Strommix – hin zu deutlich mehr regenerativen Energiequellen. Das Ergebnis wurde bis zum Jahr 2037 hochgerechnet.
Für die Akku-Fertigung wird eine Menge Energie benötigt. Stammt sie aus Kohlekraftwerken, lastet eine dementsprechend schwere Hypothek auf seiner CO2-Bilanz.
Bild: BMW AG
Im Endergebnis schnitten Elektroautos mit 115 Gramm CO-Äquivalenten (neben Kohlendioxid wurden auch Methan- und Lachgasemissionen einbezogen) pro Kilometer deutlich besser ab als Benziner (244 g/km) und Diesel (209 g/km). Die energieaufwendige Batterieproduktion bei E-Autos amortisiere sich demnach bereits nach drei bis vier Jahren, bei einem komplett grünen Strommix wäre der anfangs größere CO2-Rucksack noch schneller abgelegt.
Wie stehen Erdgas- und Wasserstoffautos da?
Mithalten oder gar eine bessere Bilanz vorweisen können laut LCA zwar mit Bio-Methan betriebene Erdgasautos, Brennstoffzellenfahrzeuge mit grünem Wasserstoff oder Diesel-E-Fuels. Doch sind diese Treibstoffe vorläufig nicht in ausreichender Menge verfügbar; oder sie haben andere Nachteile wie zum Beispiel eine deutlich niedrigere Energieeffizienz.
ICCT: E-Autos eindeutig am saubersten
Die gesamte Betriebsdauer nahm das International Council on Clean Transportation (ICCT) im Juli 2021 in den Blick, das seinerzeit den VW-Dieselskandal 2015 mit aufgedeckt hatte. Die Umweltorganisation kam in einer ausführlichen Lebenszyklus-Analyse für die wichtigsten Märkte EU, USA, China und Indien zu dem Ergebnis: Elektroautos sind mit Abstand die saubersten Kraftfahrzeuge.
Bereits bei der aktuellen Energieerzeugung emittiert demnach ein mittelgroßes Elektroauto in Europa rund zwei Drittel (66 bis 69 Prozent) weniger schädliche Treibhausgase als ein Verbrenner. In den USA sind es 60 bis 68 Prozent. Vorausgesetzt wurde ein Strommix auf Basis der EU-Klimapläne für 2021 bis 2038. Bei reinem Ökostrom wären sogar bis zu 78 bis 81 Prozent weniger Lebenszyklus-Emissionen drin.
Der aktuelle Recycling-Prozess von Akkus wird permanent weiterentwickelt. Auch die Hersteller von Batterien fassen immer stärker eine nachhaltige Produktionsweise ins Auge. Derzeit gilt eine Recyclingquote von 50 Gewichtsprozent, die meist durch Trennen von Hülle und Batteriezellen erreicht wird, und durch Recyceln des enthaltenen Kupfers; der Rest wird meist verbrannt.
Lithium (l.) gilt als das leichteste Metall. Kobalt wird aus Erz gewonnen – mit ihm werden Kathoden von Lithium-Ionen-Akkus gefertigt.
Bild: BMW
Experten gehen aber davon aus, dass die Nachfrage nach kritischen Rohstoffen für Elektrofahrzeuge bis 2050 immens zunehmen wird. Dem steigenden Bedarf an teils kritischen Rohstoffen wie Kobalt, Nickel und Lithium könne perspektivisch mit mehr Recycling begegnet werden, so das Umweltbundesamt. Für das Recycling von kritischen Batterie-Rohstoffen macht die EU in ihrer Batterieverordnung konkrete Vorgaben. So sollen ab 2026 etwa 90 Prozent des verwendeten Kobalts recycelt werden.
Ab 2027 soll diese Recyclingquote schrittweise verschärft werden. So soll die Gewichtsquote beim Recycling von Li-Ionen-Akkus in der EU ab 2026 auf 65 Prozent und ab 2031 auf 70 Prozent steigen. Zudem greifen für die einzelnen Rohstoffe eigene Recyclingregeln: Die Quote des wiedergewonnenen Lithiums soll bis 2032 auf 80 Prozent steigen. Das eingesetzte Blei, Kupfer, Kobalt und Nickel soll ab 2028 zu 90 Prozent wiederverwertet werden, die Recyclingquote im Jahr 2032 dann schon 95 Prozent betragen. Je stärker die wertvollen Rohstoffe der Batterie also recycelt werden, desto besser ist es für die Ökobilanz von E-Autos.
Fazit
Das Klima-Pendel neigt sich immer mehr zugunsten des E-Autos. Aus reiner Klimasicht rutschen Verbrenner, egal ob Benziner, Diesel oder Plug-in-Hybride, ab. Es mag viele Gründe geben, weiter auf Verbrenner zu setzen, viele sind nachvollziehbar. Beim Klimaschutz aber ist die Sache klar: Das E-Auto stößt im Lebenszyklus weniger CO2 aus.
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